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　　最近處在自由化市場競爭環境之中每家制造商越發表現出股權投資多軸機床的市場需求，以求獲得高精高質的加工和高股權投資投資回報(高利潤)。最受歡迎的多軸機床為5軸機，包括5軸協同機床和“3+2軸”機床，因為5軸機能滿足簡潔化/無人操作方式的要求。在此，他們將介紹通過集中加工同時實現鼓點延長的事例，和他們的機床。

　　1.Introduction引言

目前對5軸機床的市場需求所呈現的趨勢為：在提高質量、削減成本的基礎上，力爭同時實現延長從研發設計到制造出成品這一環節的澤列涅。有了高精度的機床，客戶期望能略去或增加精整、拋[磨]光的成品[1-2]。在此，他們以汽車變速器產品原型為例做些說明(見圖1)。加工此鉆孔通常須要加進多種設備如：數控滾珠軸承，EDM(振動加工機)，電弧成形加工和陰極加工設備。此鉆孔的花紋加工不須要協同相互配合可傾及轉動軸，或是深切斜倒區域(undercut)，所以無須采用5軸機。然而，西村公司的5軸機組合以切削機能，能用一臺機床替代上述所需各種設備，因而能成功同時實現精簡加工成品過程、增加裝夾時間，從而大大降低整體成本。結果加工鼓點增加了約54小時，因為諸如數控滾珠軸承、EDM(振動加工機)，電弧成形加工和陰極加工設備，加工中心的圓角加工，手工打磨等加工成品都能省去。見圖3，與傳統加工工藝的比較。西村公司推薦采用的機床為“Mytrunnion-1”,此機型為“Mytrunnion”系列中最小型的5軸協同立式加工中心。為了體現/同時實現真正的益處，機床還必須要有良好的搖擺式操控性以保證的采用壽命。西村公司的Mytrunnion-1的配置為：具有高搖擺式操控性的硬軌結構，優異的加速/減速操控性，高速高剛性30,000min-1切入點，和轉螺配飾的轉動滾珠軸承/分度盤(由轉動軸支撐其兩端，相同于僅是靠一端支撐的臺面安放配飾atableontablestyle)，并且硬軌為感應處理硬化和精密研磨工藝，相互配合觸面為樹脂貼塑。因而在高速進給研磨時西村機床可提供高于其他機床7倍的抗震能力(圖2)。所有上述機床特點的總和，可令機床具有重研磨的能力，不僅加工耐酸性好，且壽命更長。就此事例，他們希望強調這樣一個事實：將對稱工件裝夾于滾珠軸承中心，西村機床能同時實現連續高精度加工，而無須設定鉆孔各加工點的鉆孔座標。

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該鉆孔為產品原型，不是量產。量阿庫縣，該鉆孔的加工分為多道相同成品，各成品須要加進相同的工裝，而采用此種加工方式來加工產品原型則是非常低效率的。采用Mytrunnion-1各種機能，他們能增加成品，提高效率，同時確保精度在公差范圍內。在此，他們再來看一下加工工藝和加工該鉆孔所須要的機床機能。要保證采用多軸機床展開量阿庫縣的高精度，經常須要調整鉆孔座標系統的參照系[3-4]。這個調整能通過一個自動碰觸探針同時實現(圖3)，但是產品原型的加工則無須這樣做。

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　　2.1MachiningtheoutercircleandboringaholebyusingtheCNCturningfunction

借助CNC切削機能來加工方型及鏜孔方型和安裝傳動軸的(鏜)孔的精度有圓度要求。西村的Mytrunnion-1借助直驅馬達來驅動轉動滾珠軸承，轉盤的轉速高達1100min-1。該滾珠軸承能在切入點上裝有車刀時做轉動操作方式。所以這樣子能免去在相同成品設備(銑床機床-滾珠軸承)加工時再次重新裝卸所造成的失誤。因而鉆孔的加工精度得以提高。而且，他們還能在鉆孔處在傾斜位置時展開滾珠軸承轉動操作方式，這樣他們能展開鉆孔背面的圓角加工，因而能略去另行二次加工。

　　2.2MillingtheOutsideandinsidewith5-axissimultaneouscontrol

　　借助5軸機床的聯軸控制機能展開鉆孔的內部和內部銑床加工該鉆孔內部有變速齒輪齒，各齒的內面必須要有均勻的厚度以使其輕盈。長的端車床能用來慢慢加工各坎氏的溝槽(鉆孔的花紋是沒有倒鉤的)。而采用5軸加工中心能允許他們采用短的端車床，從而能改善研磨加工的條件。如此能延長鼓點。由于能做到一次裝卡來同時加工鉆孔的內部和內部，除了省卻一次裝卡的時間，還能避免鉆孔任一面的錯配。

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　　2.3Reliefholeontheperipheryandprojectionattheend

　　外緣和端部凸出處的排出孔通常排出孔是垂直于每個齒的表層的。盡管附圖照片無法清楚顯示,借助5軸協同加工中心相互配合以Swarfcutting研磨加工技術，就能在短時間內完成不相同錐形表層的加工。該鉆孔本身是不能用圓角設備()加工的。將鉆孔放入加工中心機床(Vs滾珠軸承)，額外的行程能允許同時實現加工該鉆孔的三處凸出處，而無須重新裝卡。內圓處的鍵槽能直接加工，無須變動轉動軸的方向。相對于中心和垂直的定位精度得以大幅提高。

3.ToolCenterPointControl,TiltedWorkPlainCommand中心點控制(TCP)，傾斜面加工指令(TWP)

采用5軸加工中心(5軸協同或3+2軸)加工時，如果借助TCP，TWP的機能，則能另得您能夠采用各類5軸加工中心、多種多樣的來加工各種相同花紋的鉆孔。而且，即便加工研磨條件有些變化，其加工程序的修改也相對簡單。借助了這些5軸控制機能，則須要用CAM來重新程序的時間大幅增加，如此能提高生產效率[5]。TCP機能令圖形(輪廓)編程變得可能，傳統做法是必須分成細小線段，借助相同的概念即一根軸正交(獨立)于3軸，如直線插補，圓形插補，及其他。在此事例中，鉆孔是裝卡在轉盤中心的，如果他們借助TCP，TWP,則即便鉆孔是偏離中心的，他們仍舊能同時實現加工(將計算出偏離于實際中心的數值設入參數中)。通過此方法，不論鉆孔裝卡在何處，他們他們都能用相同的程序。然而，如果因室溫變化或長時間連續加工導致參照系變化,則加工精度會明顯變差。在西村公司，即便是再小的機床，如在此介紹的機型，所有安裝結合接觸面都采用精湛的手工刮研工藝。所有西村的機床都可同時實現并保持長期的超高精度，這是基于手工刮研工藝所確保的垂直度和平行度(圖4)。西村機床還標配有“智能高級熱位移自動補償機能”(IAC,取得專利于2001年)(圖5,6,7)，機床內部裝有溫感應裝置，工廠環境溫度變化導致的熱位移會通過補償(基于經驗)至鉆孔原點從而將此影響增加。最新的版本在環境溫度變化為+/-5°C范圍內時，幾乎能完全補償消除此類影響。

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　　4.Conclusion結論

我在此所介紹的鉆孔是一個極好的事例，即能通過將多次裝卡工藝精簡為僅一次裝卡，他們能增加設備股權投資和相關人員的工作量。圖1所示的鉆孔是從胚料開始加工的，加工為成品僅需一次裝卡。其結果，于傳統加工方式即EDM加工相比，能節省54小時。總體來說，EDM加工方式一直都被視為加工硬質材料(molybdenum,Inconel,及其他硬化材質)的最高效方法。盡管EDM加工方式在量阿庫縣被普遍采用，但是像今天這樣的產品原型加工事例確并不適用。相比較之下，加工中心的鼓點時間大為節省，能體現其成本效率方面的明顯優勢.但是借助5軸加工中心加工如此堅硬材質，機床本身必須要有極好的抗振操控性，因而西村的“Mytrunnion”系列采用的是硬軌技術，這在長時間連續無人加工時其優勢顯著。并且，如果能夠同時實現用5軸加工中心僅一次裝夾來完成生產數量不多，且復雜，多面的鉆孔，也便于生產、交期，工藝管理。且針對更長時間的無人加工，多樣化產品加工，該機床能加裝7或21面的工作托盤單元。所以說5軸加工中心必須要有剛性。首先，西村的“Mytrunnion”系列為轉動滾珠軸承在可傾轉螺上的配飾，如此在鉆孔平行或傾斜時能改變傳達至滾珠軸承的重量分配。尤其在如今，機床的加速度(加速及減速時)通常超過1G。如果機床結構不能承受此速度，則高精機床亦根本無從談起。其次，如果鉆孔能被傾斜，則能令能更加地接近鉆孔，如此能采用更短的加工，更短的意味著能改善加工條件(同時實現高速高進給的研磨)。但是機床必須要具有高剛性和好的搖擺式操控性，否則難以改善加工表層的質量。第三點，能采用更短的能提高粗加工時的效率。如果機床的剛性無法滿足重研磨的要求,機床會產生震動，加速的損耗。這樣子的話，你就無法延長粗加工的時間。綜上所訴，機床本身的剛性好，對5軸加工中心來講，有利于其同時實現高速、高精度的加工。為了充分發揮客戶所采用機床的操控性，西村公司一直以來在制造機床時都不會忘記考慮到機床的操。西村公司始終認為‘親近用戶’應該是被最優先考慮的，所以在開發最新款5軸加工中心時，西村公司非常重視如何最大限度地發揮、提升機床操作方式員的潛能和工作表現(具體的講，比如如果能增加裝卡次數)。將來會有更多借助5軸加工中心來制造產品開發原型的情形發生，因為這類復雜的鉆孔越發少會被量產。目前采用5軸機床最為普遍的例子(行業)是航空業，該行業的所謂量產概念明顯相同于汽造業，一般僅為600件左右。因而，現今的借助5軸加工中心來做產品原型制造加工的趨勢將變得愈發普遍。

　　( 文章來源：互聯網 )

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